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秸秆是一种蕴含大量生物质能源的可再生资源,将秸秆进行厌氧发酵是进行能源转化的有效方式。然而,秸秆材料中的纤维素被不易降解的木质素包裹,经预处理可提高秸秆厌氧发酵产甲烷效率。在现有的预处理技术中,生物预处理以反应条件温和、操作简便、不造成二次污染成为理想的预处理方法,而选育木质素高效降解菌是提高秸秆生物预处理效果的关键。本文在土壤腐殖质中筛选出一株高效降解木质素的产漆酶菌株1285,对其进行了初步鉴定。为进一步提高该菌在秸秆厌氧发酵中的生物预处理效率,展开了该菌株的预处理效果评价、培养条件优化、生物预处理厌氧发酵产气应用等研究,主要结论如下:(1)经过初筛和复筛,在土壤腐殖质样品中分离筛选出一株可分泌漆酶的1285菌株,该菌可使PDA-愈创木酚平板产生紫红色的显色反应;摇床培养菌株发酵产酶复筛试验结果显示发酵液中有较高的漆酶酶活力:395.06±3.67U/L,但是未检测到木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶酶活。将1285菌株与已有的秸秆生物预处理菌株Strepomyces rochei、Pleurotus ostreatus的预处理效果比较发现,1285菌株对麦秸的预处理效果优于S.rachei、P.ostreatus,其中对未灭菌的麦秸木质纤维素降解效果最明显,处理效果最佳:干物质、纤维素、半纤维素、木质素损失率分别为8.75±0.10%、2.54±0.20%、15.86±0.36%、16.92±0.63%,处理后秸秆浸提液SCOD为2180±20 mg/L,TVFA含量237.41±6.01μg/L,还原糖含量241.63±7.95μg/mL。因此,1285菌株在秸秆生物预处理过程中有很好的应用潜力。1285菌株在PDA平板上生长时菌丝白色绒毛状,生长速度快,可产生绿色孢子,显微镜下可观察到对称生长,呈树状的分生孢子梗,它的ITS基因序列与NCBI数据库中Trichoderma asperellum(KM246751)相应的序列有99%的相似度,综合这些特征将其鉴定为Trichohedma asperellum 1285(棘孢木霉1285)。(2)为了应对秸秆厌氧发酵工程化应用生物预处理过程中对微生物的高需求量,提高预处理效率,需对T.asperellum 1285培养条件进行优化。通过单因素和响应面法对T.asperellum1285的培养条件进行优化。单因素优化得出,最适碳源为葡糖糖,浓度30-70g/L;最适氮源为酵母浸粉,浓度为5-25g/L;适合的温度范围为25-35℃;适宜的pH范围为2-4。响应面优化出T.asperellum1285的最适培养条件为:葡萄糖50 g/L,酵母浸粉14g/L,pH3.2,温度32℃,菌丝干重预测值0.66g。根据预测设计试验验证发现,菌丝干重实际值为0.67±0.01g,比优化前提高2.39倍。(3)为了确定T.asperellum1285的最佳预处理时间并研究生物预处理后麦秸厌氧发酵产气状况,将T.asperellum1285分别预处理麦秸Od、2d、4d、6d、8d、10d发现,处理8 d时效果最好,麦秸干物质损失率达6.13±0.32%,木质素损失率14.13±0.73%、半纤维素损失率18.58±0.73%、纤维素损失率9.94±0.53%,木质素被有效降解。扫描电镜结果进一步证明麦秸经T.asperell1285预处理,木质素可被有效降解而纤维素保留并暴露在外,有利于厌氧发酵产甲烷的进行。麦秸经T.asperellum1285处理8d后进行厌氧产甲烷发酵,50 d内总产气量和总产甲烷量分别为14774.3±216.56mL、7638.9±165.36 mL,较对照组分别提高14.05%、16.01%,甲烷含量影响不大。以上研究结果表明该菌在秸秆生物预处理方面具有较好的应用前景。